谁决定真菌的分布？——昆明植物所在外生菌根真菌群落时空分布格局研究中取得进展

　　

　　外生菌根真菌（Ectomycorrhizal fungi）对森林生态系统的稳定和平衡具有重要作用。外生菌根真菌在地下形成菌丝网络，促进宿主植物的水分和养分吸收，增强宿主的逆境耐受性，有利于宿主幼苗的定植和群落的建立。在气候变化的背景下，外生菌根真菌群落多样性及其生态功能也会发生相应变化。譬如全球变暖和长期氮沉降会导致外生菌根真菌群落多样性的丢失，进而影响其宿主植物种群的建立。因此，探究外生菌根真菌群落的时空格局及其形成机制对于预测环境变化对生态系统的潜在影响具有重要意义。海拔和季节是研究生物群落时空格局的两个重要环境梯度。海拔增加导致温度降低，植被组成、积雪覆盖等均随之变化，而季节的交替则引起温度、湿度等环境因子的改变。已有研究表明海拔或季节对外生菌根真菌多样性和群落组成均有显著影响。然而，还没有研究同时考虑海拔和季节对外生菌根真菌多样性和群落组成的影响。 

　　中国科学院昆明植物研究所杨祝良研究团队在局域范围内针对这一问题开展了相关研究。通过在云南省德钦县白马雪山沿海拔梯度（> 1500 m）在干季和湿季进行土壤和菌根样品采集，辅以扩增子测序分析，研究发现：1）白马雪山具有非常高的外生菌根真菌多样性，检测到3416个ASV（序列变异体），691个OTU（操作分类单元，相当于物种）；2）外生菌根真菌多样性在森林区域随海拔升高而降低，但在高山草甸区域显著增加。在菌根样品中，湿季的外生菌根真菌多样性高于干季的多样性，而在土壤中则表现出相反的季节模式；3）外生菌根真菌群落在不同海拔区域和季节间存在强烈的物种替代和显著的组成差异；4）海拔对外生菌根真菌群落的影响大于季节的影响，400 m的海拔梯度所造成的外生菌根真菌群落组成差异相当于干季和湿季间的群落替代；5）海拔梯度上比季节间更大的环境异质性塑造了外生菌根真菌群落更大的海拔变异。 

　　该研究成果近日以“Elevation matters more than season in shaping the heterogeneity of soil and root associated ectomycorrhizal fungal community”为题在微生物学国际期刊Microbiology Spectrum上发表。博士研究生龚赛为论文第一作者，冯邦副研究员和杨祝良研究员为共同通讯作者。该研究得到了中国科学院B类先导专项（XDB31000000）、国家自然科学基金面上项目（31770030）和云南省应用基础研究（2018FB023）等项目的支持。 

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图1. 各环境因子在不同海拔和季节间的变化 

  

图2. 外生菌根真菌多样性的海拔和季节分布模式 

  

图3. 菌根样品中各季节中不同海拔区域独有和共有的外生菌根真菌类群 

  

图4. 不同海拔区域、季节和宿主类群间外生菌根真菌群落组成分异及其潜在的解释因子 

  

图5. 外生菌根真菌群落相似性随海拔距离和季节间隔的衰减关系 

  

图6. 不同环境因子对外生菌根真菌群落丰度和组成时空变异的解释度